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《太原理工大学》 2013年
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聚氨酯脲复合材料的制备及介电性能研究

张瑞娟  
【摘要】:聚氨酯作为一种含有氨基甲酸酯链段的聚合物,具有独特的优异性能,例如:弹性高、抗臭氧、耐磨和耐油等,因此广泛应用于军事、国防、民用、体育、航天等领域。然而聚氨酯的一些弱点限制了其应用,为提高其性能,人们利用多种方法来改性聚氨酯材料。其中凹凸棒土(ATT)和碳纳米管(CNT)对聚氨酯的改性一直备受学者的关注,它们良好的导热性能、导电特性和力学性能等,用于改性聚合物以提高其性能。 本文利用联萘基团的结构刚性和轴向不对称性,通过氢转移加成聚合制备了具有光学活性的旋光聚氨酯脲(R-PUU和S-PUU)和消旋聚氨酯脲(PUU),通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)等表征手段对其进行分析,并对其介电性能进行了测试。本文通过分析聚合物结构和介电性质之间的构效关系,试图探索调节聚合物介电性质的新方法和新途径。具体研究结果如下: 红外光谱(FT-IR)测试分析表明通过氢转移加成聚合的方法成功制备了聚氨酯脲。 XRD测试分析表明聚合物在结晶状态上属于半晶态。 通过测试介电常数,可知旋光性聚合物的介电性能高于消旋聚合物的介电性能。 本文采用原位复合方法,分别制备了聚氨酯脲/碳纳米管复合材料和聚氨酯脲/凹凸棒土复合材料,并用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)等表征手段对复合材料进行分析,同时测定了其介电常数。 SEM观察显示经硅烷偶联剂(KH-550)处理后的凹凸棒土,棒晶呈现出纵横交错的无规则现象,且改性凹凸棒土能均匀的分散在聚合物基体中。随复合材料中含改性凹凸棒土量的增加,会出现团聚现象。而聚氨酯脲/碳纳米管复合材料中,一部分改性碳纳米管较为均匀的分散在聚合物基体中,另一部分出现明显团聚现象。 红外光谱(FT-IR)分析表明,无机粒子均得到了改性,并且改性无机粒子与聚合物基体反应生成了纳米复合材料。 X射线衍射(XRD)和热重(TG)曲线显示,聚合物的结晶状态属于半晶态,随改性无机粒子的填充量增大,复合材料的稳定性越高。 介电常数分析表明,随改性无机粒子的填充量增大,复合材料的介电性能增强。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O633.14;TB332

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